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基于FBG的车辆荷载下寒区路基变形监测研究
| 论文题名： | 基于FBG的车辆荷载下寒区路基变形监测研究 |
| 关键词： | 季节冻土;光纤Bragg光栅;FBG植入梁;路基变形 |
| 摘要： | 本文应用自行研制的基于光纤Bragg光栅（FBG）的植入梁位移探测仪对哈尔滨市松花江北岸防洪通道工程路基变形进行监测。选用SM130光纤光栅解调仪（美国MOI公司）进行数据采集、分析及存储等操作，利用材料力学悬臂梁的变形方程，对路基变形监测仪进行挠度求解。对路基变形进行了两年的现场监测，对比分析了不同时期、不同车重及不同车速下路基残余变形特征。研究内容及成果如下： 1）介绍了FBG传感器的基本结构和基本工作原理，针对季节冻土路基不同的埋深、不同断面形式和不同车辆荷载等因素，设计了两种不同的布设方式，即浅置短距离半柔性封装布置方式以及深置长距离半刚性封装布置方式，配套的给出了两种相对应的现场固定端埋设方式，即钢管预制桩式固定端以及混凝土浇筑式固定端。对比两种不同的FBG数据采集仪，选用SM130光纤光栅解调仪（美国MOI公司）进行数据采集、分析及存储等操作。 2）从力学机理上阐述了FBG植入梁的设计原理，给出了FBG植入梁的挠度计算方法和标定方法。 3）路基变形受冻融循环影响较大，处于正融状态的路基即使在相同车辆作用下，其变形明显大于完全融化期的路基；即使经历了两次冻融循环，路基变形仍未达到稳定状态，车辆荷载作用下变形依然十分可观。 4）随车辆总重的增加，路基内最大残余变形近似以指数关系增长；车辆总重增大9.5倍时，路基内最大残余变形增幅可达215倍；随车辆行驶速度的增加，路基变形有减小的趋势，但具体关系及更确切的结论有待于进一步的研究。 5）冻融及重载车辆是决定路基变形的最为关键的2个因素，若使二者叠加，很可能产生放大效应，放大灾害，因此对于此问题，工程上值得给予更多的关注。 |
| 作者： | 庞大为 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 孟上九 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国地震局工程力学研究所 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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